JPS63276620A - フラツトスイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、抑圧による絶縁シートの変位を利用した接
点方式のフラットスイッチに関するものである。

〔従来の技術〕

第１８図は９例えば日本工業技術センター発行の「入力
装置開発設計・応用の要点」の１７０頁に示された従来
のフラットスイッチ（タッチパネル）を示す断面図であ
り、第１９図〜第２２図は各構成部材を示す平面図また
は断面図である。

これらの図において、（１）は応力によって厚さ方向へ
容易に変位する第１の絶縁シー）ｉ２＋は第１の絶縁シ
ート（１）の片面に設けられている導電膜で形成された
可動電極、（３）は可動電極（２）の一方の信号取出電
極である第１の可動リード、（４）は可動電極（２）の
他方の信号取出電極である第２の可動リード、（６）は
第１の絶縁シー）［１１，可動電極（２）および両可動
リードｔ３＋、　（４）で構成される可動電極シートを
示す。

（８）は第１の絶縁シート（１）に対応した第２の絶縁
シー）、（９１は第２の絶縁シート（８）の片面に設け
られている導電膜で形成された固定電極、α０）は固定
電極（９）の一方の信号取出電極である第１の固定リー
ド、　（１１）は固定電極（９）の他方の信号取出電極
である第２の固定リード、（１３１は第２の絶縁シーＨ
８＋。

固定電極（９）および両固定リード（１０）、（１１）
で構成される固定電極シートを示す。α９は固定電極（
９）に設けられている絶縁物で形成された絶縁ドツトス
ペーサを示す。

次に、動作について説明する。

第２３図に示すように構成されたフラットスイッチは、
指またはボールペンのような筆記具Ｐを用いて第１の絶
縁シート（１）を押圧すると、第１の絶縁シー）Ｉｌｌ
、可動電極（２）は押圧されて下方へ移動するので、可
動電極（２）と固定電極（９）とが接触し。

フラットスイッチは第２３図に示す導通状態となる。

そして、第１の絶縁シート（υへ加えた外部応力が減少
すると、第１の絶縁シーＮｉｌ、可動電極（２）の変位
が元の状態へ戻シ始め、ついには可動電極（２）と固定
電極（９）とは非導通状態となり、第１の絶縁シー）（
１１，可動電極（２）は元の状態へ復帰する。

このように、第１の絶縁シート（１）に外部応力を加え
た９、取り除いたりすることによって両電極＋２１．　
（９１が導通状態または非導通状態となシ、この状態を
外部回路で検出することができる。

ところで、このようなフラットスイッチの両室極ｆ２＋
、　＋９）は均一な抵抗分布となるように構成されてい
るので２例えば第２４図に示すように、フラットスイッ
チを定電流源Ｓに接続し２両可動リード（３１，（４１
に流入する電流比（Ｘ座標）と９両固定１，１−ド（１
０）、、（１１１から流出する電流比（Ｘ座標）とを求
め。

これらをアナログ・ディジタル変換することによって押
圧した位置の座標（ｘ、ｙ）が下記のように求めること
ができる。

ｘ　’＝　−ｘ　ａ ■ ｙ　＝　−ｘ　ｂ ■ にｉ１＋　＋２　＝　ｉ８＋　＋４ ここに。

ａ　：両可動リード（３＋、（４）間の寸法ｂ　二側固
定リード間α０１　、　（Ｉｌｌの寸法工：全電流 １１：　第１の可動リード（３）からの流入電流１２：
　第２の可動リード（４）からの流入電流１８−、第１
の固定リードα０）からの流出電流＋４：　第２の固定
リードαυからの流出電流なお、フラットスイッチを定
電圧源に接続しても同様に押圧した位置の座標（ｘ、ｙ
）を求めることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のフラットスイッチは以上のように構成されている
ので、すなわち固定電極（９）上に絶縁ドブトスペーサ
α９が存在しているので、絶縁ドツトスペーサ１５）の
近傍では絶縁ドツトスペーサα５）の高さのために両電
極ｔ２Ｌ　（９１が接触できなくなシ、不感帯域Ｎ（第
２３図）が生ずるという問題点があった。

そして、フラットスイッチの絶縁ピッチ、すなわち絶縁
ドツトスペーサ（１５）のピッチを一定とし。

絶縁ドツトスペーサ０９間を分割する数を増加させて実
装密度を高めれば高める程不感帯域Ｎの数も増加すると
いう問題点があった。

この不感帯域Ｎの増加に対する対策として２例えば絶縁
ドブ）スペーサ（１５）の形状を小さくすれば少しは改
碧できるが、絶縁ドブトスペーサα５）の固定電極（９
）への密着性、製造上の問題が新たに発生するとともに
、形状が小さくなっても絶縁ドツトスペーサα９が固定
電極（９）上に存在しているので。

根本的な対策とはなシ得ない。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、簡単な構造で実装密度を容易に高めること
ができ、しかも安価で信頼性の高いフラットスイッチを
得ることを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明に係るフラットスイッチは、可動電極シートに
設けられている可動電極と固定電極シートに設けられて
いる固定電極との少なくとも一方に設けた絶縁体または
／および抵抗体の薄膜を両電極を分離するスペーサとし
たものである。

〔作　用〕

この発明におけるフラットスイッチは、薄膜を介して対
向している両電極は機械的に接触しているが、電気的に
は大きな接触抵抗が存在しているために非導通状態とな
っている。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるフラットスイッチの
断面図であり、第２図〜第５図は各構成部材を示す平面
図または断面図である。

これらの図において、（１）は応力によって厚さ方向へ
容易に変位する９例えばプラスチック、ガラス等でフィ
ルム状または板状に構成した透明または不透明の第１の
絶縁シー）、（２＋は第１の絶縁シート（１）の片面に
設けられている透明または不透明の導電膜で形成される
面状の可動電極、（３）は可動電極（２）の一方の信号
取出電極である第１の可動リード、（４）は可動電極（
２）の他方の信号取出電極である第２の可動リード、（
５）は可動電極（２）の両可動リード（３＋、　（４１
の部分を除いた面に設けられている１μｍ以下の絶縁層
または抵抗層からなるスペーサとしての第１の薄膜、（
７）は第１の絶縁シート（ｌｌ、可動電極（２）９両可
動リード（３＋、　（４＋および第１の薄膜（５）で構
成される可動電極シートを示す。

（８）は第１の絶縁シート（１）に対応した２例えばプ
ラスチック、ガラス等でフィルム状または板状に構成し
た透明または不透明の第２の絶縁シート。

（９）は第２の絶縁シート（８）の片面に設けられてい
る透明または不透明の導電膜で形成される面状の固定電
極、００）は固定電極（９）の一方の信号取出電極であ
る第１の固定リード、　（１１）は固定電極（９）の他
方の信号取出電極である第２の固定リード、（１２）は
固定電極（９）の両固定リードＱＯ１，Ｑｌ）の部分を
除いた面に設けられている１μｍ以下の絶縁層または抵
抗層からなるスペーサとしての第２の薄膜、０４）は第
２の絶縁シー）＋８１．固定電極（９）９両固定ＩＪ　
−）”ａｌｌ、　１１１および第２の薄膜０２）で構成
される固定電極シートを示す。

この発明のフラットスイッチは、上記のように構成され
ているので、外部応力が第１の絶縁シート（１）に加わ
ると、無加圧状態で数１ＯＫΩ以上あった両電極＋２１
．　（９１間の抵抗Ｒｃ（第６図）が外部圧力によって
第７図に示すように減少し始め、最終的に２〜３にΩの
安定した抵抗値となる。そのため、この安定した両電極
＋２１．　＋９＋間の抵抗値を検出することによって導
通状態を定義することができる。

ところで９両電極＋２１．　（９＋間の抵抗値の変化は
両薄膜（５）、α２によって発生する接触抵抗（両電極
（２）。

（９）間の抵抗値の大部分を占める）であり、外部応力
によって接触抵抗が変化する。つまり９両薄膜（５１，
Ｑ２）の付加によって両電極（２）、　＋９＋間に感圧
特性を持たせたことになり、この感圧特性を有した両薄
膜（５１，（１２＋は両電極＋２１．　＋９＋のほぼ全
面に設けられているため、感圧特性はどこをとっても同
じように現われる。

また、筆記具Ｐによる外部応力が減少すると。

両電極（２１，（９＋間の抵抗値が上昇し始め、最終的
には元の数１０にΩの非導通状態となる。

この発明のフラットスイッチは両電極＋２Ｌ　（９＋間
に両薄膜（５＋、　（１２）”ｋ設けるという簡単な構
成により。

従来のような不感帯域Ｎをなくすことができ、実装密度
を高めても籠跡に追従した座標データをとぎれることな
く得ることができるとともに、安価に構成できる。

また、導電膜からなる両電極ｔ２＋、　（９１上に両薄
膜＋５１．　（１２＋を設けたので９両電極＋２１．　
＋９＋の耐スクラブチ性も向上するため、信頼性も高く
なる。

さらに、第８図〜第１２図に示すように、可動電極（２
）上に膜厚の異なる抵抗層（ｓａ）、　（５ｂ）＝また
固定電極（９）上にも膜厚の異なる抵抗層（１２ａ）、
　（１２ｂ）をそれぞれのスペーサとして設けるように
すると、第１３図に示すように導通状態となる外部応力
が各抵抗層の膜厚によって異なるので、このフラットス
イッチは、２つの動作力の異なる部分を有することにな
り、指入力用、ペン入力用等の複数の使い方のできるも
のが得られる。

なお、上記実施例ではアナログ式のフラットスイッチで
説明したが、ディジタル、ディジタル・アナログ（接触
部がディジタルで、検出部がアナログ）式のフラットス
イッチであってもよい。

また、可動電極（２）は面状に形成したが、第１４図。

第１５図に示すような所定ピッチで配列した縞状の可動
電極（２人）としてもよく、第１６図、第１７図に示す
ような所定ピッチで配列した縞状の可動電極（２Ａ）の
端部に各可動電極（２人）を短絡するようにカーボンで
構成した抵抗帯（２Ｂ）　ｋ設けた構成としてもよい（
固定電極（９）も同様な構成としてもよい）。この場合
９両電極［２＋、　（９）の一方９例えば可動電極（２
）を第１４図、第１５図に示す構成とし、固定電極（９
）を第１６図、第１７図に示す構成としてもよく２両電
極（２）。

（９）は金、銀、銅、カーボン、ニッケル、錫、酸化イ
ンジウム、酸化錫、沃化鋼、パラジウム、クロム等で形
成する。そして、第１４図〜第１７図に示すように両電
極を形成する場合は、導電ペーストをシルク印刷するか
９両絶縁シートに付加した導体をエブチングするか、ワ
イヤを両絶縁シートに埋め込んで両電極としてもよい。

この場合、ワイヤはステンレス、洋白、ニッケル、金、
銀、銅、アルミニウム、タングステン等で構成したり、
ガラス等の絶縁物に金、銀等のメッキ処理を施したもの
を用いることができる。

芒らに９両薄膜＋５１．１１２１はアクリル系、珪素系
等の絶縁物、またはポリエステル、ウレタン、シリコー
ン、アク、リル、エポキシ、フェノール等の樹脂に導電
物を分散させた抵抗体を塗布し、あるいは絶縁物と抵抗
体とを積層して塗布した構成としく１１） てもよく、この薄膜は一方の電極シート上にのみ設けら
れていれば同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、可動電極シートに設
けられている可動電極と固定電極シートに設けられてい
る固定電極との少なくとも一方に絶縁体または／および
抵抗体を塗布して設けた薄膜を両電極を分離するスペー
サとしたので、簡単な構成で不感帯域をなくすことがで
き、実装密度を高めても筆跡に追従した座標データをと
ぎれることなく得ることができるとともに、安価に構成
できる。

また、導電膜からなる電極上に薄膜を設けたので、電極
の耐スクラッチ性も向上するため、信頼性も高くなると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

Ｓ１図はこの発明の一実施例によるフラットスイッチを
示す断面図、第２図は可動電極シートを示す平面図、第
３図は第２図のＨ−Ｉ線による断面図、第４図は固定電
極シートを示す平面図、第５図ｉ−を第４図のＮ−Ｎ線
による断面図、第６図はこの発明のフラットスイッチの
等価回路図、第７図は加圧力に対する接触抵抗の変化を
示す特性図。 第８図はこの発明の他の実施例によるフラットスイッチ
を示す断面図、第９図はその可動電極シートを示す平面
図、第１０図は第９図のＮ−Ｎ線による断面図、第１１
図は固定電極シートを示す平面図。 第１２図は第１１図のＮ−Ｎ線による断面図、第１３図
は第８図のフラットスイッチの加圧カー接触抵抗の特性
図、第１４図は他の実施例に使用する第１の絶縁シート
、可動電極を示す平面図、第１５図は第１４図のＸＩＹ
　−ＸＩＹ線による断面図、第１６図はさらに他の実施
例に使用する第１の絶縁シート、可動電極を示す平面図
、第１７図は第１６図のｘ■−ＸＶＩ線によるｗＴ面図
、第１８図は従来のフラットスイッチを示す断面図、第
１９図は可動電極シートを示す平面図、第２０図は第１
９図のＸＫ−ＸＮ線による断面図。 第２１図は固定電極シートを示す平面図、第２２図は第
２１図のＸＮ　−ＸＮ線による断面図、第２３図は従来
のフラットスイッチの動作状態を示す断面図、第２４図
はフラットスイッチを定電流源に接続した等価回路図で
ある。 図において、（１）は第１の絶縁シー）、＋２１は可動
電極、（３）は第１の可動リード、（４）は第２の可動
リード、　　（５ａ）は第１の薄膜、　＋６）、　＋７
１は可動電極シート、（８）は第２の絶縁シート、（９
）は固定電極、００）は第１の固定リード、αυは第２
の固定リード、（１ｚは第２の薄膜、　０３１．　Ｑ４
）は固定電極シート、０５）は絶縁ドツトスペーサを示
す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弾性を有する第１の絶縁シートの片面に可動電極と１組
   の対向した可動リードとを設けた可動電極シートと、第
   ２の絶縁シートの片面に固定電極と１組の対向した固定
   リードとを設けた固定電極シートと、前記両電極を分離
   するスペーサとで構成されているフラットスイッチにお
   いて、前記両電極の少なくとも一方に設けた絶縁体また
   は／および抵抗体の薄膜を前記スペーサとしたことを特
   徴とするフラットスイッチ。